[发明专利]换流器系统的短路检测装置及其方法

说明书

本发明涉及一种换流器系统的短路检测装置及其方法，该短路检测装置包括：基板上布置多个电力半导体的电源模块；利用多个电力半导体之间形成的基板上具有一定测量距的导线阻抗，感应电压检测短路与否的短路检测部；检测到短路后切断多个电力半导体输出的控制部。按照本发明可以迅速切断过电流的发生，有效改善电动汽车用换流器系统的高压输出电缆线之间的短路检测方法。

技术领域

本发明涉及换流器系统，具体而言，有效改善电动汽车用换流器系统的高压输出电缆短路检测方法，及时检测到马达内部的绝缘性能下降导致的换流器输出电缆之间的短路，迅速切断输出，高压电缆之间的短路造成过电流时防止换流器受损，加强电动汽车的安全和耐久性能的换流器系统的短路检测装置及其方法。

背景技术

电动汽车作为驱动手段采用永磁型马达。这种永磁型马达是通过控制器的PWM(Pulse Width Modulation)信号将直流电压转换为三相电压的换流器，通过电缆传达的电压以及/或电流驱动。

因此，将换流器输出的三相电压供应给马达的电缆发生问题时，不仅无法正常驱动马达，高压、高电流流入换流器，损伤换流器造成严重的问题。

并且，向马达传递动力的电缆之间发生短路时，产生巨大的脉动扭矩导致运行的不安全性，成为事故原因，磨损连接在马达的机械部件。

尤其，电缆之间发生短路时，构成换流器的电力元件上流经大电流，若不迅速切断电流，会产生电力元件的热损坏。

一般的电缆短路感应方法是，驱动马达之前依次接通切换阵列，测量各相(U,V,W)的电流。在测量的各相(U,V,W)电流中感应到过电流时，判断该电缆发生短路。

电缆短路感应方法的一个例子的附图显示在附图1至图4。其中，图1为检测电动汽车的换流器输出电缆断线的控制和输入结构示意图。如图1所示，由ECU控制部110、接收ECU控制部110的驱动信号生成输出电流的换流器120、位于换流器输出端的U相、V相、W相输出电缆连接器130、140、150、U,V,W输出电流感应为目的的电流传感器160、170、180、马达190等构成。

图2为电动汽车的换流器高压输出电缆短路检测顺序图。换流器120接收电流传感器160、170、180感应到的电流值，比较输入电压是否高于基准电压，检测过电流的产生流程(①,②)。

比较过电流流经的时间ΔT，判断换流器输出电缆短路造成的过电流，还是输出电缆正常，只是控制错误造成的过电流，检测输出电缆短路流程(③ 至 ⑤)。

图3为图2所示的电流传感器感应到的U、V、W相电流波形的示意图；图4为图2所示的电压波形示意图。换句话说，即使发生过电流(比如，300A, 400A, 500A)，输出的感应输出电压只有4.5V。

但是，电流传感器的输出延迟时间和从噪声中去除切换噪声所需的低通滤波器的影响下，难以准确计算ΔT。因此，难以准确感应到高压电缆的短路。

并且，高压输出电缆之间发生短路时，瞬间产生巨大的过电流，所以要提高检测的迅速性和准确性，就需要安装感应范围从几百安培到数千安培的电流感应器。但是，电流感应范围大的高性能电流传感器就越贵。

【先行技术文献】

【专利文献】

1. 韩国注册专利第10-1091636号

2. 韩国公开专利第10-2012-0061660号

3. 韩国公开专利第10-2009-0109373号。

发明内容